На землесдвиги в нашем климате вызвали ледники наступать и отступать на протяжении всей нашей геологической истории (известных как ледниковые и межледниковые периоды). Движение этих ледников вырезало на поверхности рельефы, включая U-образные долины, висячие долины и фьорды. Эти функции отсутствуют на Марс, что привело ученых к выводу, что любые ледники на его поверхности в далеком прошлом были неподвижными. Однако новое исследование, проведенное группой американских и французских планетологов, показывает, что марсианские ледники действительно двигались медленнее, чем земные.
Исследование проводилось группой геологов и планетологов из Школа исследования Земли и космоса (SESE) в Университете штата Аризона (ASU) и Лаборатория планетологии и наук о Земле (LPG) в Нантском университете во Франции. Исследованием руководила Анна Грау Галофре, научный сотрудник SESE 2018 года (в настоящее время работает в LPG), которая была постдоком в ASU, когда оно проводилось. Исследование под названием «Сети долины и летопись оледенения на древнем Марсе», недавно появилось в Письма о геофизических исследованиях.
Согласно определению Геологической службы США, ледник — это «крупное многолетнее скопление кристаллического льда, снега, камней, отложений и часто жидкой воды, которое берет свое начало на суше и движется вниз по склону под действием собственного веса и силы тяжести». Ключевое слово здесь движется, возникающий в результате скопления талой воды под ледяным щитом и смазывания ее прохождения вниз по ландшафту. На Земле ледники наступали и регулярно отступали на протяжении тысячелетий, оставляя за собой валуны и обломки и вырезая черты на поверхности.
Ради своего исследования Галофре и ее коллеги смоделировали, как марсианская гравитация повлияет на обратную связь между скоростью движения ледяного щита и тем, как вода стекает под ним. Более быстрое отведение воды увеличит трение между скалой и льдом, оставляя подледные каналы, которые, вероятно, сохранятся с течением времени. Отсутствие этих U-образных долин означает, что ледяные щиты на Марсе, вероятно, перемещались и разрушали землю под ними с чрезвычайно низкой скоростью по сравнению с тем, что происходит на Земле. Однако ученые обнаружили и другие геологические следы, свидетельствующие о том, что в прошлом на Марсе была ледниковая активность.
К ним относятся длинные, узкие, извилистые хребты, состоящие из слоистого песка и гравия (эскеры) и другие элементы, которые могут быть результатом подледниковых каналов. Сказал Галофре в недавнем AGUNews пресс-релиз:
«Лед невероятно нелинейный. Обратные связи, связанные с движением ледников, ледниковым стоком и ледниковой эрозией, приведут к принципиально разным ландшафтам, связанным с наличием воды под бывшими ледяными щитами на Земле и Марсе. В то время как на Земле вы получите друмлины, линии, следы размыва и морены, на Марсе вы, как правило, получите каналы и озовые гребни под ледяным покровом с точно такими же характеристиками».
Чтобы определить, испытывал ли Марс ледниковую активность в прошлом, Грау Галофре и ее коллеги смоделировали динамику двух ледяных щитов на Земле и Марсе, которые имели одинаковую толщину, температуру и доступность подледниковой воды. Затем они адаптировали физическую структуру и динамику потока льда, которые описывают сток воды под земными покровами, к марсианским условиям. Из этого они узнали, как будет развиваться подледниковый дренаж на Марсе, как это повлияет на скорость, с которой ледники скользят по ландшафту, и на эрозию, которую это вызовет.
Эти результаты показывают, что ледниковый лед на Марсе истощает талую воду гораздо эффективнее, чем ледники на Земле. Это в значительной степени предотвратило бы смазку у основания ледяных щитов, что привело бы к более высокой скорости скольжения и усилению эрозии, вызванной ледниками. Короче говоря, их исследование показало, что линейные формы рельефа на Земле, связанные с ледниковой активностью, не успели бы развиться на Марсе. Сказал Грау Галофре:
«Переходя от раннего Марса с наличием поверхностной жидкой воды, обширных ледяных щитов и вулканизма к глобальной криосфере, которой Марс является в настоящее время, взаимодействие между ледяными массами и базальной водой должно было произойти в какой-то момент. Просто очень трудно поверить, что на протяжении 4 миллиардов лет планетарной истории на Марсе никогда не создавались условия для роста ледяных щитов с наличием подледниковой воды, поскольку это планета с обширными водными запасами, большими топографическими вариациями, наличием как жидких, так и замерзшая вода, вулканизм, [and is] расположен дальше от Солнца, чем Земля».
В дополнение к объяснению того, почему на Марсе отсутствуют определенные ледниковые особенности, работа также имеет значение для возможности жизни на Марсе и того, сможет ли эта жизнь пережить переход к глобальной криосфере, который мы наблюдаем сегодня. По мнению авторов, ледяной щит может обеспечить стабильное водоснабжение, защиту и стабильность любых подледниковых водоемов, в которых могла возникнуть жизнь. Они также защищали бы от солнечной и космической радиации (в отсутствие магнитного поля) и изолировали бы от резких перепадов температуры.
Эти находки являются частью растущего числа свидетельств того, что жизнь существовала на Марсе и существовала достаточно долго, чтобы оставить свидетельства своего существования. Это также указывает на то, что такие миссии, как Любопытство а также Упорство, к которому присоединятся ЕКА Розалинд Франклин Ровер и другие роботы-исследователи в ближайшем будущем будут искать в нужных местах. Там, где когда-то вода текла в присутствии медленно отступающих ледников, микробные формы жизни, появившиеся, когда Марс был теплым и влажным (около 4 миллиардов лет назад), могли сохраниться, когда планета стала холоднее и высыхала.
Эти результаты могут также подкрепить предположения о том, что по мере того, как этот переход прогрессировал и большая часть поверхностных вод Марса отступала под землю, следовала потенциальная жизнь на поверхности. Таким образом, будущие миссии, исследующие обширные марсианские месторождения водных минералов (недавно нанесенные на карту ЕКА), могут быть теми, которые, наконец, найдут доказательства современной жизни на Марсе!
Эта статья была первоначально опубликована на Вселенная сегодня Мэтт Уильямс. Читать оригинал статьи здесь.
